一种交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置。所述交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置包括依次串联的预混釜、溶解釜、螺杆挤出糊化机以及至少两个接枝共聚釜。本实用新型交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置通过将预混釜、溶解釜、螺杆挤出糊化机以及至少两个接枝共聚釜进行串联，使得反应可以连续地进行，操作更加简单，生产效率更高。
【专利说明】
一种交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及交联淀粉的制备装置，特别是涉及一种交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置。
【背景技术】
[0002]工业污水治理中重要组成部分的重金属的捕集，其处理效果的好坏很大程度上取决于捕集剂的性能。
[0003]重金属废水治理方法很多，其中高分子重金属捕集剂法是目前水体重金属防治的重点方法，按其来源可分为人工合成高分子和天然高分子物质改性两大类。与合成高分子相比，改性的天然高分子作为自然界中的可再生资源，不仅可以有效的解决合成高分子药剂价格昂贵、原料紧缺等问题，而且其本身结构多样，分子内活性基团可选择性大，易于采用不同的改性工艺制备成结构多样、适应不同使用目的的高分子重金属捕集剂。
[0004]改性淀粉在处理污水时不仅可以利用淀粉的半刚性链和柔性支链将污水中悬浮的颗粒通过架挢作用絮凝沉降下来，而且因其既带有阴离子基团又带有阳离子基团，可以通过化学和物理作用降低污水中的C0D、B0D负荷。而且与其它高分子改性捕集剂相比，它的水溶性良好，更适合作重金属捕集剂。
[0005]丙烯酰胺接枝淀粉是淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚物，由于具有絮凝效果好、可降解和原料廉价易得等优点，多用作污水处理中的有机高分子絮凝剂。水溶液聚合法是制备淀粉接枝丙烯酰胺的传统方法，由于采用水作为反应介质，三废处理少，对环境具有一定的友好性，但是它存在聚合中产物粘壁、不易出料等问题。
[0006]根据捕集剂结构可以看出，重金属捕集剂通常含有若干配位原子，常见的有氧
(O)、氮(N)、硫(S)和磷(P)等，这些配位原子作为供电子体可与许多重金属离子发生强烈的螯合作用而形成沉淀。由于淀粉接枝丙烯酰胺酰胺基团中的氮原子也能与重金属离子形成配位化合物，所以它也是一种较好的重金属捕集剂，Khalil and Farag等人(Utilizat1nof Some Starch Derivatives in Heavy Metal 1ns Removal[J].Journal of AppliedPolymer Science, 1998,69(6):45-50)研究了淀粉接枝丙烯酰胺对Hg2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co2+、Cd2+、Pb2+等多种重金属离子的去除效果，结果表明淀粉接枝丙烯酰胺对Hg2+去除率为92.3%,对 Cu2+去除率为 79.2 %。
[0007]传统方法中，淀粉接枝丙烯酰胺的反应，一般都是先将交联淀粉、丙烯酰胺及其他物料称量好后，加入反应釜中混合均匀，然后进行反应。反应需要一批一批地进行，操作相当繁琐，效率较低。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型提供了一种可以连续进行的用于交联淀粉与丙烯酰胺单体发生接枝共聚反应制备交联型丙烯酰胺接枝淀粉的装置。
[0009]—种交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置，包括依次串联的预混釜、溶解釜、螺杆挤出糊化机以及至少两个接枝共聚釜；
[0010]所述预混釜包括釜体，釜体内通过导流筒分隔为中心搅拌区和外围溢流区，中心搅拌区安装有搅拌桨，釜体顶部设有与中心搅拌区连通的交联淀粉投加口以及工艺水管，釜体侧壁设有与外围溢流区连通的出口，该出口通过第一管路连通至溶解釜底部；
[0011]溶解釜内的底部设有与氮气源相连的第一氮气分布器，溶解釜上部设有溢流口，该溢流口通过第二管路连通至螺杆挤出糊化机的进料口 ；
[0012]螺杆挤出糊化机的出料口连通至首个接枝共聚釜的底部，首个接枝共聚釜顶部设有引发剂以及丙烯酰胺单体投加口；
[0013]相邻的两个接枝共聚釜之间，前一个接枝共聚釜的上部通过溢流口与后一个接枝共聚釜的底部连通。
[0014]交联淀粉与水连续加入到预混釜中，经中心搅拌区内的搅拌桨搅拌混合均匀，混合均匀后的交联淀粉与水混合物被挤入外围溢流区，然后通过溢流作用从釜体侧壁上的与外围溢流区连通的出口进入到第一管路。由于第一管路的2端存在高度差，交联淀粉与水的混合物在溢流作用及重力作用下进入溶解釜。当然也可以通过在第一管路上设置一台驱动栗来驱动交联淀粉与水的混合物进入溶解釜。交联淀粉与水在溶解釜中进一步溶解混合均匀，同时第一氮气分布器往溶解釜中通入氮气，氮气能够保护交联淀粉不被氧化。第一氮气分布器包括位于溶解釜底部的环形管，环形管的管壁上设有出气孔。
[0015]交联淀粉与水在溶解釜中溶解混匀后，通过溶解釜上部的溢流口，进入第二管路，在溢流作用及重力作用下进入螺杆挤出糊化机。螺杆挤出糊化机能够挤压交联淀粉水混合物，挤压过程中会对混合物加热，从而使混合物达到需要的糊化温度。经过螺杆挤出糊化机后，交联淀粉糊化成为糊化交联淀粉。
[0016]糊化交联淀粉被螺杆挤出糊化机挤出进入首个接枝共聚釜。引发剂以及丙烯酰胺单体加入首个接枝共聚釜，与糊化交联淀粉混合发生接枝共聚反应。为了使反应充分，需要使用至少两个接枝共聚釜，前一个接枝共聚釜的反应物会通过溢流口进入后一个接枝共聚釜。接枝共聚反应完成后，从最后一个接枝共聚釜的溢流口收集接枝粗产品，接枝粗产品经后续的处理后，获得交联型丙烯酰胺接枝淀粉成品。
[0017]优选的，所述工艺水管水平布置。水从工艺水管出来，沿水平方向流入预混釜的中心搅拌区，这样不容易将下方的淀粉冲击起来，影响淀粉与水的混合。
[0018]优选的，所述导流筒的底部收拢。导流筒的底部收拢，使得新加入的交联淀粉和水不会马上通过导流筒，有利于交联淀粉与水在中心搅拌区充分混合均匀。
[0019]优选的，在预混釜内设有与氮气源相连的第二氮气分布器。在预混釜就开始通氮气，有利于对交联淀粉进行保护，防止交联淀粉被氧化。
[0020]优选的，所述第二氮气分布器包括位于导流筒下方的环形管以及与环形管相通且延伸进入导流筒内的竖直管，在环形管以及竖直管的管壁上均设有出气孔。环形管出来的氮气容易往外围扩散进入外围溢流区，竖直管出来的氮气进入中心搅拌区。这种设计使得预混釜的各个地方都能有充足的氮气进入，对交联淀粉的保护效果更好。
[0021]优选的，所述的交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置，还设有用于供应交联淀粉的螺旋送料机，该螺旋送料机倾斜布置，出口与所述预混釜的交联淀粉投加口相对。倾斜布置的螺旋送料机有利于将交联淀粉挤压粉碎，使交联淀粉不容易聚团。
[0022]优选的，所述溶解釜内设有搅拌装置。搅拌可以使交联淀粉与水溶解混合更加均匀。更优选的，所述搅拌装置为搅拌桨。
[0023]优选的，所述接枝共聚釜为依次串联的三台。串联越多的接枝共聚釜越有利于接枝共聚反应的充分完成，但太多的接枝共聚釜增加了投入。
[0024]本实用新型交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置通过将预混釜、溶解釜、螺杆挤出糊化机以及至少两个接枝共聚釜进行串联，使得反应可以连续地进行，操作更加简单，生产效率更高。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置的示意图。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，一种交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置，包括依次串联的预混釜1、溶解釜2、螺杆挤出糊化机3以及3个接枝共聚釜(接枝共聚釜4、接枝共聚釜5和接枝共聚釜6)，还设有用于供应交联淀粉的螺旋送料机7。螺旋送料机7倾斜布置，出口与预混釜I连通。
[0027]预混釜I包括釜体8，釜体8内通过导流筒10分隔为中心搅拌区11和外围溢流区12，中心搅拌区11安装有搅拌桨13，釜体8顶部设有与中心搅拌区11连通的交联淀粉投加口以及工艺水管9，工艺水管9水平布置，釜体8侧壁设有与外围溢流区12连通的出口，该出口通过管路15连通至溶解釜2的底部。管路15上还设有用于将交联淀粉与水的混合物加入到溶解釜2的驱动栗19。螺旋送料机7的出口与交联淀粉投加口相对。导流筒10的底部收拢。在预混釜I内还设有与氮气源相连的氮气分布器14。氮气分布器14包括位于导流筒10下方的环形管以及与环形管相通且延伸进入导流筒10内的竖直管，在环形管以及竖直管的管壁上均设有出气孔。环形管出来的氮气容易往外围扩散进入外围溢流区12，竖直管出来的氮气进入中心搅拌区11。
[0028]溶解釜2内的底部设有与氮气源相连的氮气分布器17，溶解釜2上部设有溢流口，该溢流口通过管路18连通至螺杆挤出糊化机3的进料口。溶解釜2内设有搅拌桨16。
[0029]螺杆挤出糊化机3的出料口连通至接枝共聚釜4的底部，接枝共聚釜4的顶部设有引发剂以及丙烯酰胺单体投加口。接枝共聚釜4的上部通过溢流口与接枝共聚釜5的底部连通，接枝共聚釜5的上部通过溢流口与接枝共聚釜6的底部连通。接枝共聚釜内设有搅拌桨。
[0030]交联淀粉与水连续加入到预混釜I中，经中心搅拌区11内的搅拌桨13搅拌混合均匀，混合均匀后的交联淀粉与水混合物被挤入外围溢流区12，氮气分布器14往预混釜I中通入氮气对交联淀粉进行保护，交联淀粉与水混合物通过溢流作用从釜体8侧壁上的与外围溢流区12连通的出口进入到管路15，驱动栗19驱动交联淀粉与水的混合物进入溶解釜2。交联淀粉与水在溶解釜2中进一步溶解混合均匀，同时氮气分布器17往溶解釜2中通入氮气，氮气能够保护交联淀粉不被氧化。
[0031]交联淀粉与水在溶解釜2中溶解混匀后，通过溶解釜2上部的溢流口，进入管路18，在溢流作用及重力作用下进入螺杆挤出糊化机3。螺杆挤出糊化机3能够挤压交联淀粉水混合物，挤压过程中会对混合物加热，从而使混合物达到需要的糊化温度。经过螺杆挤出糊化机3后，交联淀粉糊化成为糊化交联淀粉。
[0032]糊化交联淀粉被螺杆挤出糊化机3挤出进入接枝共聚釜4。引发剂以及丙烯酰胺单体加入接枝共聚釜4，与糊化交联淀粉混合发生接枝共聚反应。接枝共聚反应在接枝共聚釜
4、接枝共聚釜5和接枝共聚釜6中连续进行。接枝共聚反应完成后，从接枝共聚釜6的溢流口收集接枝粗产品，接枝粗产品经后续的处理后，获得交联型丙烯酰胺接枝淀粉成品。
【主权项】
1.一种交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置，其特征在于，包括依次串联的预混釜、溶解釜、螺杆挤出糊化机以及至少两个接枝共聚釜； 所述预混釜包括釜体，釜体内通过导流筒分隔为中心搅拌区和外围溢流区，中心搅拌区安装有搅拌桨，釜体顶部设有与中心搅拌区连通的交联淀粉投加口以及工艺水管，釜体侧壁设有与外围溢流区连通的出口，该出口通过第一管路连通至溶解釜底部； 溶解釜内的底部设有与氮气源相连的第一氮气分布器，溶解釜上部设有溢流口，该溢流口通过第二管路连通至螺杆挤出糊化机的进料口 ； 螺杆挤出糊化机的出料口连通至首个接枝共聚釜的底部，首个接枝共聚釜顶部设有引发剂以及丙烯酰胺单体投加口； 相邻的两个接枝共聚釜之间，前一个接枝共聚釜的上部通过溢流口与后一个接枝共聚釜的底部连通。2.如权利要求1所述的交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置，其特征在于，所述导流筒的底部收拢。3.如权利要求1所述的交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置，其特征在于，在预混釜内设有与氮气源相连的第二氮气分布器。4.如权利要求3所述的交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置，其特征在于，所述第二氮气分布器包括位于导流筒下方的环形管以及与环形管相通且延伸进入导流筒内的竖直管，在环形管以及竖直管的管壁上均设有出气孔。5.如权利要求1所述的交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置，其特征在于，还设有用于供应交联淀粉的螺旋送料机，该螺旋送料机倾斜布置，出口与所述预混釜的交联淀粉投加口相对。6.如权利要求1所述的交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置，其特征在于，所述溶解釜内设有搅拌装置。7.如权利要求1所述的交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备装置，其特征在于，所述接枝共聚釜为依次串联的三台。
【文档编号】C08F220/56GK205603493SQ201620418109
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】刘百山, 冯群伟, 王全科, 韦晓燕, 欧阳玉霞, 胡亚雯, 吴泉龙, 金锦霞
【申请人】嘉兴艾尔瑞环境科技有限公司